JP2000357619A - Noncontact transformer - Google Patents
Noncontact transformerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、４輪自動車のハン
ドル部での電力供給及び信号伝達を行うのに適した非接
触型トランスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type transformer suitable for supplying power and transmitting signals at a steering wheel of a four-wheeled vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、自動車は世界的に普及している。
エアコンやクルーズコントロール付きの車種も多数でま
わっているが、その電装系統の大半はフロントパネル近
辺やハンドルの付け根付近に操作系が集中している。こ
のため電装系を操作する場合は一時的ではあるがハンド
ルから片手を離すことになり、事故につながる可能性が
高くなる。2. Description of the Related Art At present, automobiles are widely used worldwide.
There are many models with air conditioners and cruise control, but most of the electrical systems are concentrated around the front panel and near the base of the steering wheel. For this reason, when operating the electrical system, one hand is temporarily removed from the steering wheel, which increases the possibility of an accident.
【０００３】この点を改善するため最近ではハンドル部
分に電装系統のコントロールスイッチを備え、操作時で
もハンドルから手を離す必要のない安全面を考慮した４
輪自動車が普及しつつある。この場合、ハンドル部分に
ある操作系に対する受給電を有線式の電装系にて行って
いるため、ハンドル回転操作によっても断線が起こらな
いよう、バネ性をもったフレキシブルな線材を電装系に
用いている。In order to improve this point, recently, a control switch of an electric system is provided on a steering wheel portion to take into consideration a safety aspect in which it is not necessary to release the hand from the steering wheel even when operating.
Wheeled vehicles are becoming more widespread. In this case, since the power supply / reception to the operation system in the handle portion is performed by a wired electric system, a flexible wire having a spring property is used for the electric system so that disconnection does not occur even by turning the handle. I have.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述した有線式の電装
系の場合、フレキシブルな線材の取り付けは、ハンドル
操作において左右均等に回転できる必要のあることから
中立の位置になるように取り付けなければならず、非常
に手間のかかる工程になっている。また、動作時には線
材同志が擦れるための音や抵抗を生ずるため快適性が損
なわれるというユーザーの指摘や、物理的接触により製
品寿命が短いなどの問題がある。In the case of the above-mentioned wire-type electrical system, the flexible wire must be mounted at a neutral position because it is necessary to rotate the steering wheel evenly in the left and right directions. It is a very time-consuming process. In addition, there are problems such as a user's indication that comfort is impaired due to generation of noise and resistance due to rubbing of wires during operation, and a short product life due to physical contact.
【０００５】これらの問題点を解決するために、フェラ
イトからなるコアを非接触で対向させて無線化する方法
が提案されている。その提案においては、対向するコア
に溝を設け、その溝にコイルを内包、固定させている。[0005] In order to solve these problems, there has been proposed a method of wirelessly connecting ferrite cores in a non-contact manner. In that proposal, a groove is provided in the opposing core, and the coil is enclosed and fixed in the groove.
【０００６】しかし、コアに溝が必要であるため、コア
の作製の際、金型や歩留まりの問題で高コストになると
いう問題をもっている。また、もともと薄肉のコアに対
し溝を付けることは、全体としての強度を低下させるこ
とになる。However, since a groove is required in the core, there is a problem in that the cost of the core is increased due to a problem of a mold and a yield in manufacturing the core. Also, forming a groove in an originally thin core reduces the strength as a whole.
【０００７】それ故に本発明の課題は、低コストで製作
でき、かつ十分な強度を持たせることのできる非接触型
トランスを提供することにある。It is therefore an object of the present invention to provide a non-contact type transformer which can be manufactured at low cost and has sufficient strength.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性体
スリーブと、前記磁性体スリーブ内に配され軸方向で対
向した一対の平板状の磁性体コアと、前記一対の磁性体
コアの互いに対向した面側にそれぞれ前記磁性体スリー
ブと同心円をなすように配された環状巻線部とを含むト
ランスにおいて、前記一対の磁性体コアの各々に前記環
状巻線部を固定するためのホルダーを有することを特徴
とする非接触型トランスが得られる。According to the present invention, a magnetic sleeve, a pair of plate-like magnetic cores disposed in the magnetic sleeve and opposed in the axial direction, and a pair of the magnetic cores are provided. A holder for fixing the annular winding portion to each of the pair of magnetic cores, wherein the transformer includes: a ring portion arranged concentrically with the magnetic sleeve on surfaces facing each other. A non-contact type transformer characterized by having:
【０００９】前記一対の磁性体コアの各々と前記環状巻
線部との間に絶縁層を設け密着させてもよい。[0009] An insulating layer may be provided between and close to each of the pair of magnetic cores and the annular winding portion.
【００１０】前記環状巻線部は前記ホルダーによって位
置決めされていてもよい。[0010] The annular winding portion may be positioned by the holder.
【００１１】前記ホルダーは前記一対の磁性体コアの各
々に係止される爪を有してもよい。[0011] The holder may have a claw that is engaged with each of the pair of magnetic cores.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）及び図２を参
照して、本発明の実施の形態に係る非接触型トランスに
ついて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-contact type transformer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１３】この非接触型トランスは、つぼ型に形成さ
れた磁性体スリーブ３と、この磁性体スリーブ３内に配
され軸方向で間隔をおいて対向した一対の平板状の磁性
体コア１と、これらの磁性体コア１の互いに対向した面
側にそれぞれ磁性体スリーブ３と同心円をなすように配
された環状巻線部２とを含む。磁性体スリーブ３は、円
筒状もしくは底面中央部に開口部を有するものである。
各磁性体コア１は、ファエライトよりなる扇形の部分コ
ア１ａを複数個組み合わせてリング板状に形成したもの
である。環状巻線部２は同心円状の複数即ち４つのコイ
ル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄよりなる。The non-contact type transformer includes a magnetic sleeve 3 formed in a pot-like shape, and a pair of flat magnetic cores 1 disposed in the magnetic sleeve 3 and opposed to each other at an interval in the axial direction. And a ring-shaped winding portion 2 arranged concentrically with the magnetic sleeve 3 on the surface of the magnetic core 1 facing each other. The magnetic sleeve 3 has a cylindrical shape or an opening at the center of the bottom surface.
Each magnetic core 1 is formed in a ring plate shape by combining a plurality of fan-shaped partial cores 1a made of ferrite. The annular winding part 2 is composed of a plurality of concentric circles, that is, four coils 2a, 2b, 2c and 2d.
【００１４】この非接触型トランスは、さらに、一対の
磁性体コア１の各々に環状巻線部２を固定するための絶
縁材製ホルダー５と、磁性体コア１の各々と環状巻線部
２との間に介在した接着剤よりなる絶縁層６とを有す
る。即ち、磁性体コア１の対向面にはホルダー５が絶縁
層６となる接着剤及び複数の爪８により各コイル２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄを圧着するように固定され、また磁性
体コア１の背面には磁性体スリーブ３及び外部ホルダー
４が接着剤７などにより固定される。このときホルダー
５の爪８の内寸法をコイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの高
さよりも低くし、コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと磁性
体コア１との接合を確実にする。なお、コイル２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄと磁性体コア１との間に接着剤を介在さ
せることにより、これらの間隔を維持あるいは固定を完
全にする。This non-contact type transformer further comprises an insulating material holder 5 for fixing the annular winding portion 2 to each of the pair of magnetic cores 1, and each of the magnetic core 1 and the annular winding portion 2 And an insulating layer 6 made of an adhesive interposed therebetween. That is, on the opposing surface of the magnetic core 1, each coil 2 a,
2b, 2c, and 2d are fixed so as to be pressed, and a magnetic sleeve 3 and an external holder 4 are fixed to the back surface of the magnetic core 1 with an adhesive 7 or the like. At this time, the inner size of the claw 8 of the holder 5 is made lower than the height of the coils 2a, 2b, 2c, 2d, so that the joining of the coils 2a, 2b, 2c, 2d and the magnetic core 1 is ensured. The coils 2a, 2
By interposing an adhesive between b, 2c, 2d and the magnetic core 1, the distance between them can be maintained or fixed completely.
【００１５】この非接触型トランスの動作時には磁性体
コア１はその条件にもよるが多くの場合発熱する。した
がってホルダー５にはある程度の耐熱性をもたせること
が望まれる。さらに、発生する熱を効率的に放出させる
構造も望まれる。これらに鑑み、各コイル２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄと磁性体コア１との固定を伝導性シリコン接
着剤を用いて行うことが好ましい。これによると、密着
性を上げて放熱性を良好にすることができると同時に、
非接触型トランスの動作時の変化を最小限に抑えること
が可能である。During operation of the non-contact type transformer, the magnetic core 1 generates heat in many cases, depending on the conditions. Therefore, it is desired that the holder 5 has some heat resistance. Further, a structure that efficiently releases generated heat is also desired. In view of these, each coil 2a, 2b,
It is preferable to fix the magnetic cores 2c and 2d using a conductive silicon adhesive. According to this, the heat dissipation can be improved by increasing the adhesion, and at the same time,
Changes during operation of the non-contact type transformer can be minimized.
【００１６】さらに実施例を用いて説明する。図２に示
すように、磁性体コア１は、部分コア１ａを４つ組み合
わせて外径７５ｍｍ、内径４８ｍｍ、厚さ３ｍｍのドー
ナツ状に形成したものである。磁性体コア１は、５２．
７ｍｏｌ％Ｆｅ2 Ｏ3 −３９．３ｍｏｌ％ＮｉＯ−８．
０ｍｏｌ％ＺｎＯのＭｎ−Ｚｎ系フェライトからなる。
一対の磁性体コア１の相互間隔は３ｍｍ±２ｍｍとし
た。A description will be further given using an embodiment. As shown in FIG. 2, the magnetic core 1 is formed by combining four partial cores 1a into a donut shape having an outer diameter of 75 mm, an inner diameter of 48 mm, and a thickness of 3 mm. The magnetic core 1 has 52.
7 mol% Fe 2 O 3 -39.3 mol% NiO-8.
It is composed of 0 mol% ZnO Mn-Zn ferrite.
The distance between the pair of magnetic cores 1 was 3 mm ± 2 mm.
【００１７】ホルダー５は、複数のコイル２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄを収容するための同心円状及び放射状の溝を
設けたものである。ホルダー５の外側には、磁性鋼板か
らなる磁性体スリーブ３とこれらを保持する外部ホルダ
ー４とが装着されている。ホルダー５には磁性体コア１
と接合させるための爪８が設けられている。ホルダー５
の材質は絶縁が保たれかつ耐熱性、耐久性が高いものが
必要であり、本実施例ではその耐熱性と加工性からポリ
プロピレン樹脂を使用した。The holder 5 includes a plurality of coils 2a, 2b,
Concentric and radial grooves for accommodating 2c and 2d are provided. Outside the holder 5, a magnetic sleeve 3 made of a magnetic steel plate and an external holder 4 for holding these are mounted. The holder 5 has a magnetic core 1
There is provided a claw 8 for joining to the base. Holder 5
It is necessary to use a material which is insulated and has high heat resistance and high durability. In this embodiment, a polypropylene resin is used because of its heat resistance and workability.
【００１８】磁性体スリーブ３は厚さ１ｍｍ、幅１０ｍ
ｍの磁性鋼板を板金加工及び溶接にて内径７７ｍｍの円
筒形にしたものに、同じ材質からなる外径７９ｍｍ、内
径６０ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤を溶接してつぼ状にした
ものである。この磁性体スリーブ３は伝導性シリコン接
着剤により磁性体コア１及び外部ホルダー４に固定され
ている。The magnetic sleeve 3 is 1 mm thick and 10 m wide.
A magnetic steel plate having a diameter of 77 mm, an inner diameter of 60 mm, and a thickness of 1 mm made of the same material is welded to a cylindrical shape by welding and welding a magnetic steel plate having a diameter of m. The magnetic sleeve 3 is fixed to the magnetic core 1 and the external holder 4 by a conductive silicone adhesive.
【００１９】４つある同心円状のコイルのうちで最も内
側のコイル２ａを電力供給用とし、他のコイルは信号伝
達用として、上述した非接触トランスの伝送効率を測定
した。入力は１２Ｖ／１５Ｗとし、ファンクションジェ
ネレータによる周波数１２５ｋＨｚの正弦波入力とし
た。出力はスペクトルアナライザにより測定し、出力電
力を求めたところ７．５Ｗであった。フェライトコアに
溝を形成した従来のものでは７．５Ｗであり、同等の特
性を得ることができた。Among the four concentric coils, the innermost coil 2a was used for power supply, and the other coils were used for signal transmission, and the transmission efficiency of the above-described non-contact transformer was measured. The input was 12 V / 15 W, and a sine wave input with a frequency of 125 kHz by a function generator was used. The output was measured with a spectrum analyzer and the output power was found to be 7.5 W. In the conventional ferrite core in which a groove was formed, the power was 7.5 W, and equivalent characteristics could be obtained.
【００２０】なお、電力供給用のコイルの位置は上述し
た例に限定されるものではなく、例えば最も外側に配置
されたコイル２ｄ又は２番目や３番目に配置されたコイ
ル２ｃ，２ｂを電力供給用として用いてもよい。またコ
イルの数についても４つに限定されるものではない。磁
性体スリーブ３に関しても同様で、つぼ型に限定される
ものではなく、対向させた磁性体コア１の外周部もしく
は内周部の少なくとも一方もしくは双方に円盤状の磁性
体スリーブがあってもよい。The position of the power supply coil is not limited to the above-described example. For example, the outermost coil 2d or the second or third coil 2c, 2b is supplied with power. It may be used as an application. Also, the number of coils is not limited to four. Similarly, the magnetic sleeve 3 is not limited to the pot type, and a disk-shaped magnetic sleeve may be provided on at least one or both of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the opposed magnetic core 1. .
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
従来品と同等のトランスを得ることができるにも拘ら
ず、単純形状のため成型性が向上し、製品歩留まりが従
来品では約８０％だったのに対してほぼ１００％とな
り、成型用金型を低コスト化できることと併せて、その
産業的意義は非常に大きい。As described above, according to the present invention,
Despite being able to obtain a transformer equivalent to the conventional product, the moldability is improved due to the simple shape, and the product yield is almost 100%, compared to about 80% for the conventional product. In addition to its cost reduction, its industrial significance is very large.
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る非接触トラ
ンスの基本構成を示す部分平面図、（ｂ）は側面断面図
である。FIG. 1A is a partial plan view showing a basic configuration of a non-contact transformer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side sectional view.
【図２】図１（ｂ）の部分的に省略した拡大詳細図であ
る。FIG. 2 is an enlarged detailed view of FIG.
１ 磁性体コア １ａ 部分コア ２ 環状巻線部 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ コイル ３ 磁性体スリーブ ４ 外部ホルダー ５ ホルダー ６ 絶縁層 ７ 接着剤 ８ 爪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic core 1a Partial core 2 Annular winding part 2a, 2b, 2c, 2d Coil 3 Magnetic sleeve 4 External holder 5 Holder 6 Insulating layer 7 Adhesive 8 Nail
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 義孝 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 桝田屋 秀樹 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshitaka Saito 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tokinnai Co., Ltd. (72) Inventor Hideki Masudaya 1-7 Yukitani Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd.
Claims (4)
内に配され軸方向で対向した一対の平板状の磁性体コア
と、前記一対の磁性体コアの互いに対向した面側にそれ
ぞれ前記磁性体スリーブと同心円をなすように配された
環状巻線部とを含むトランスにおいて、前記一対の磁性
体コアの各々に前記環状巻線部を固定するためのホルダ
ーを有することを特徴とする非接触型トランス。1. A magnetic sleeve, a pair of plate-shaped magnetic cores disposed in the magnetic sleeve and opposed in the axial direction, and the magnetic materials provided on opposite sides of the pair of magnetic cores, respectively. In a transformer including a sleeve and an annular winding portion arranged concentrically, a non-contact type wherein a holder for fixing the annular winding portion to each of the pair of magnetic cores is provided. Trance.
巻線部との間に絶縁層を設け密着させた請求項１記載の
非接触型トランス。2. The non-contact type transformer according to claim 1, wherein an insulating layer is provided between and close to each of the pair of magnetic cores and the annular winding portion.
位置決めされている請求項１又は２記載の非接触型トラ
ンス。3. The non-contact type transformer according to claim 1, wherein the annular winding portion is positioned by the holder.
各々に係止される爪を有する請求項１−３のいずれかに
記載の非接触型トランス。4. The non-contact type transformer according to claim 1, wherein said holder has claws engaged with each of said pair of magnetic cores.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16808299A JP3644310B2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Non-contact type transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16808299A JP3644310B2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Non-contact type transformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357619A true JP2000357619A (en) | 2000-12-26 |
| JP3644310B2 JP3644310B2 (en) | 2005-04-27 |
Family
ID=15861522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16808299A Expired - Fee Related JP3644310B2 (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Non-contact type transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3644310B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103490235A (en) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 苏州冠达磁业有限公司 | Electro-magnetic induction socket structure for electro-magnetic induction type plug device |
| JP2016174149A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | ジック アーゲー | Device for transmitting data and energy between two objects moving relatively |
| JP2018088547A (en) * | 2012-03-20 | 2018-06-07 | クアルコム，インコーポレイテッド | Wireless power transfer device and manufacturing method |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP16808299A patent/JP3644310B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016174149A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | ジック アーゲー | Device for transmitting data and energy between two objects moving relatively |
| US10263468B2 (en) | 2015-03-16 | 2019-04-16 | Sick Ag | Apparatus for transmitting data and energy between two objects moving relative to one another |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3644310B2 (en) | 2005-04-27 |
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